三角网格模型的特征保持混合折叠简化

在增材制造、逆向工程等领域,广泛存在包含大量甚至海量数据的三角网格模型。为便于存储并提高处理效率,经常需要进行网格模型简化。但在网格简化过程中存在特征保持、简化率和简化效率冲突的问题,为更好地平衡简化结果和简化效率,提出了特征保持的混合折叠算法。在基于曲度精确计算新顶点、最大距离高效计算折叠代价的基础上,对边界特征区域和非边界特征区域采用边折叠方式进行保特征简化,对非特征区域则采用三角形折叠方法进行高效简化,最后通过偏差和网格正则度对简化结果作出误差评价。算法实例表明:混合折叠算法的模型细节特征保持较好,简化前后变形较小且效率适中。     

一种高效的过渡特征识别与抑制算法

过渡特征的识别与抑制是有效实现CAD／CAE、CAD／CAM集成的关键技术之一。提出了一种简单、高效的过渡特征识别与抑制算法。该算法首先识别出零件中的全部过渡面，并将它们划分为边过渡特征、点过渡特征以及混合过渡区域，将混合过渡区域分解为独立的边、点过渡特征，将每一边、点过渡特征所包含的全部过渡面作为一个整体，采用欧拉操作进行抑制。该算法简化了抑制过程，显著提高了抑制效率。此外，该算法不受过渡面生成方法的制约，能处理任意类型的过渡面。最后，给出了实验结果。     

轴承—转子系统动力特性灵敏度分析的一种快速算法

推导出一种求解二次特征根问题动力特性灵敏度的方法。本方法不需要将二次特征问题化为线性特征根问题求解，而是利用广义反迭方法，将一个大型的非对称的二次特征根问题简化为标准和特征值问题。并对一实际转子系统进行了计算分析。     

面向CAE的简化模型误差评估与信息重用!

提出了一种面向CAE的简化模型误差评估与信息重用方法。首先对简化模型的分析结果进行评估,根据被抑制特征对分析结果的影响生成最终简化模型。然后重用简化模型的分析信息,利用稀疏矩阵局部分解技术,完成对最终简化模型总刚度矩阵的分解。该方法可以评估简化模型的分析精度,生成满足分析精度的最终简化模型,实现对最终简化模型的快速分析。实例表明,简化模型的误差评估与信息重用方法提高了最终简化模型的分析精度和分析效率,可用于线性弹性结构的静力分析。     

应用过渡特征简化的工序几何建模方法

为了快速建立工序几何模型,提出一种将过渡特征简化和加工特征边界提取相结合的工序几何模型建立方法.首先对加工特征中的过渡特征进行简化,获得加工特征边界;然后选择加工特征边界,利用旋转、扫掠或拉伸方法建立加工体积特征;用前一道工序的几何模型与该加工体积特征做布尔差运算,求得本工序的工序几何模型.在简化过渡特征时区分边过渡和点过渡,并综合考虑支持面丢失等情况.以典型轴类零件的车削加工工序几何建模为例,分析了选择不同加工特征边界建立的工序几何模型的尺寸变化规律,验证了该方法的有效性.     

一种保持特征的网格简化算法

针对网格简化算法中出现的细节特征丢失、简化结果过于均匀以及计算复杂等问题,从原始模型的几何特征出发,对待折叠三角形与其邻域内三角形的形状与位置关系进行研究,对三角形折叠点到其三个顶点的偏离程度进行总结,提出了一种基于三角形折叠的保持模型特征的网格简化算法。该方法根据目标三角形各顶点邻域三角形的不同,为其3个顶点分配相应的权值,由各顶点权值的大小最终确定三角形折叠点坐标,然后以二次误差测度为度量标准计算出每个三角形的折叠代价,再结合三角形局部面积比、局部区域不平度以更好地控制简化结果。实验结果表明:该方法能够降低计算的复杂度、提高简化速度,使模型的特征区域和非特征区域均保持一定的简化率,并较好地保持了原始模型的细节特征。     

复杂曲面点云非均匀简化技术研究

复杂曲面点云简化时,通常存在特征点丢失问题;提出按照点云曲率云图自动划分特征区域实现非均匀简化。首先建立散乱点云拓扑关系,计算点云曲率,生成彩色曲率云图,之后划分特征区域边界。精简率随着曲率的减小而增大,在复杂细节特征点区域,点云密度大;在简单平坦区域,点云被大量简化,点云密度小。实验表明,精简率达76%,在精简率相同的情况下,该方法能有效避免局部细节特征丢失,对于复杂曲面点云简化有较好的效果。     

保持特征的高质量三角网格简化方法

为解决三维几何模型的庞大数据量给存储、传输等带来的困难,提出一种保持特征的高质量三角网格简化方法。通过顶点投影确定模型中各三角形的折叠点,根据折叠点计算各三角形折叠时产生的误差,按照误差值的大小对模型进行三角形折叠简化。实验结果表明,该网格简化方法在生成高质量简化模型的同时降低了简化模型的误差,并有效地保持了原始模型的几何特征。     

几何边界元的细微度和几何模型的细微特征分解

对几何模型进行适当的简化是建立理想有限元分析模型的一个必不可少的步骤,而区分几何模型中的结构特征相对大小是几何简化的关键。对几何模型的边界进行等半径整体倒圆（将这种操作称为“弧化”）具有几何形体的低通滤波作用,通过比较弧化前后的几何模 型,可以确定几何边界元在构成整个形体的重要程度,即几何细微度。以二维图形为例, 说明利用弧化来量化几何边界元的细微度的原理,并提出了以细微边界元为线索识别和 分解细微特征的方法。在细微边界元识别和细微特征分解交替进行的过程中,任意用边界表示法表示的几何模型可逐步简化到任意程度。提出的方法是从设计模型中提取分析几何模型的一种有效工具。     

面向骨架类产品的构件分类研究

骨架类产品零件多且结构复杂,基于这一特点,首先研究了零件特征按几何形状的分类,描述了面向历史特征树的辅助特征简化过程。结合零件属性和装配约束类型建立了零件属性矩阵,根据零件的重心位置建立了零件间的装配位置关系矩阵。考虑了零件的名称语义分类,最后提出一种基于辅助特征简化、零件属性矩阵和装配位置关系矩阵的构件分类方法,使骨架类产品的构件分类更加完善。     

基于特征依赖图的特征造型重构机制的研究

传统的基于历程的特征造型中,容易出现设计意图和设计结果前后不一致的问题,为此文中采取了基于完全双向语义约束的变量化特征造型,并提出用特征依赖图的数据模型来保存和维护设计中的各种特征信息及其之间的关系.它的形成是基于特征间的各种依赖关系,而不是基于特征创建的先后顺序,并且根据依赖关系完成特征实体和约束的添加、编辑、删除等操作.这种方法使得特征信息随时根据相关特征信息协调变化,特征语义能够始终保持一致,在现有的开发平台上和CAD系统中具有一定的可行性.     

基于图的特征识别中体特征的生成方法

提出了一种把特征面表示转换成特征体表示的新方法，该方法首先利用特征面表示的几何信息与拓扑信息对相交特征的边界进行恢复，并对相关特征面进行适当的延拓构造特征的壳体；然后根据特征的加工顺序，用特征壳体逐次分割毛坯去除体，进而得到加工特征体表示。这种方法对任意类型的特征均可统一处理。     

基于特征实体模型上的截面轮廓自动特征识别方法

复杂零件特征实体上的相交特征自动识别问题，仍是CAD／CAPP领域未解决的难点。本文提出了基于特征实体模型上的截面轮廓造型自动特征识别方法，并制定了一系列各类特征的合理识别规则和识别算法。这种方法探索了一条实现自动特征识别的新途径，实现了对复杂箱体类零件的加工加工特征自动识别与信息自动提取，从而实现了CAD／CAPP系统的信息自动传递。     

基于语义的特征分离与结合

针对21／2维特征模型,应用基于语义的特征识别方法加工特征的识别。结合实例介绍了21／2维特征的生成语义和加工语义,在特征转换过程中不同语义邻接特征的分离。以及相同语义特征转换而成的加工特征之间的结合。最后介绍了基于特征语义的特征识别的流程。     

CAPP系统中三维制造特征提取关键技术的研究

特征提取技术对继承已有的设计资源以及实现设计与制造的集成具有重要的意义。为了将CAD系统中的设计特征转化为CAPP系统中制造特征,提出了伪制造特征的概念,并对其进行了定义。在此基础上介绍了如何从CAD系统中提取伪制造特征以及如何将伪制造特征映射为工艺设计中的制造特征,为后续工艺自动规划做准备。     

基于特征相关性和冗余性分析的机械故障特征选择研究

从特征相关性和冗余性的定义出发，利用特征与类别间的互信息对特征相关性和冗余性进行了度量，提出了一种基于特征相关性和冗余性分析的特征选择方法。数值仿真和柴油机故障特征选择实验结果表明，新方法可以快速、有效地求得优化特征集，是求解特征选择问题的一个较好方案。     

车加工特征的自动识别与选择方法

提出一种车加工特征的自动识别和优化选择方法。首先，对于需要铣／车的零件，使用基于实体布尔运算的渐进式方法生成最大车加工体；然后，在毛坯和最大车加工体几何模型的基础上。生成需要切除材料的几何模型，并将该模型剖分为单元网格，形成属性化图的表示，根据属性化子图匹配算法统一地识别常规特征和用户自定义特征，形成零件车加工的原始特征集合；根据特征个数和方向数最小原则对原始特征集合进行优选和去冗余；最后，在相交特征之间选择特征前后顺序约束，使得按此顺序修剪后的特征重叠部分达到最少，以实现加工时间优化的目的。最后输出的是修剪后的非冗余特征集合及在其上的前后约束有向图。     

基于属性邻接图的制造特征识别方法

制造特征的识别是实现CAD／CAPP／CAM集成的关键技术,既要将特征交互的区域合理分解,又要避免在识别过程中把单个特征不恰当地分解为两个或多个特征,本文使用辅助面、延伸面相结合的方法,对零件的属性邻接图表示进行扩展,同时引入了联合加工特征的概念及识别方法,使扩展后得到的图被分解后能够真实地表示零件的制造特征,从而使加工的推理胡切、更快捷。     

基于特征的回转体零件特征库的创建

在CAD/CAPP集成系统中,零件的特征建模和特征信息的提取是非常关键的。在CAD/CAPP集成系统中,主要探讨了如何基于Pro／E创建回转体零件特征库,并利用VC＋＋编程实现对特征模型的参数化驱动。     

适应性特征及其模型维护

提出采用适应性特征和传统特征共同表示设计模型的方法，该方法改进现有特征造型技术，实现装配模型与零件模型在数据层面的统一；从适应性特征的定义、分类、性质等基本属性出发，论述了适应性特征的模型表示方法、模型维护策略以及算法，并在实践中进行了验证。